基于人体热感觉的新型辐射板节能空调设计

程玉莹

文章编号： 2095-2163（2018）03-0212-03中图分类号： 文献标志码： A

摘要： 关键词： based on the feeling of human body thermal

CHENG Yuying， TANG Wenbin， ZHU Mingkun， XU Guanglin， LI Jiale， WANG Yuzhe， RAN Chunqiu， GAO Tianyi

（Dalian Nationalities University， Dalian 116600， China）

Abstract： This paper gives the design and development of a New Radiant Board Energy - saving Air Conditioner based on the Feeling of Human Body Thermal programs. It uses AT89C52 microcontroller as the control center， through the temperature sensor and LCD screen to collect and display the indoor temperature information. It sets four temperature gears that can describe the current feeling of people（“Hot”、“Hotter”、“cold”、“colder”）. Then the microcontroller get the feedback from the information.temperature will be adjusted and displayed on the designed mobile phone APP.

Key words：

基金项目： 作者简介：

通信作者： 收稿日期： 引言

随着生活水平的不断提高，空调已经普遍进入了人们的日常生活与工作中。不同种类与功能各异的空调层出不穷，如挂壁式空调、立柜式空调、窗式空调和吊顶式空调等。

现今，根据3000多年前向墙壁内注水降温的思想进行设计和研发的新型辐射板空调也逐渐得到了关注。该类空调具有特殊的墙壁内环绕管结构，打破了传统空调的制冷方式，同时根据人体的感觉来设置调温档位，将固定的温度值转化为可描述的感觉状态对空调进行调控。辐射板空调的节能核心点在于其最适温度高于其他空调1 ℃-2 ℃，因此，相较于其他空调将节约20%-40%的能源。此外，新型辐射板空调合理配备了进风与新风系统，有效控制二氧化碳与污染物的浓度，有利于身体健康。同时，还可通过手机APP来控制辐射板空调的开关与运行，实现人工智能控制。

1总体设计

从设计和工作方式2方面大幅减少能量损耗，应用人体热感觉原理让用户在最节能的情况下体验到最舒适的温度。同时，利用进风和新风系统让用户始终呼吸新鲜空气。用户可通过手机APP实现控制空调的开关和定时，控制空气温度等功能。同时，用户将门锁反锁后，门锁联动系统会自动将空调关闭，防止浪费不必要的能量。系统的整体设计结构如图1所示。

2系统功能分析

2.1辐射板空调系统

利用辐射板制冷可以获得舒适的温度环境。在装有冷却顶板的房间内，各壁面由于和冷却顶板直接进行辐射热交换而使温度降低，此时人体感觉周围环境的温度比实际室内温度低1 ℃～2 ℃。因此，采用冷却顶板的空调系统设计室内温度可以比常规系统高1 ℃～2 ℃。较高的空气温度使人的对流散热量减少，较低的壁面溫度使人的辐射散热量增加，所以较高的室内温度不但不影响人体散热，还会获得较佳的舒适感。

2.2冷热源制取与传输系统

该系统主要通过水泵来获得水源，而后经过制冷系统的制冷作用降低水的温度，在水流的流动过程中吸收室内空气热量以达到降低温度的目的。水流在流经整个空调系统之后，会回流到水源处，以供循环利用。

2.3进风和新风系统

在房间的迎风处分别安装一个进风口和新风口，令二者相距一段距离，以免互相干扰。进风口可用一个风扇代替，当外部空气质量较好时，可直接通过进风口来更换室内空气，保证室内的空气质量。新风口在进风口的基础上增加空气过滤装置，空气温度调节装置和空气湿度调节装置。当外部空气质量较差时可以通过新风系统来降低空气的污染物和CO2浓度。

2.4门锁联动系统

用户出门将门反锁后，空调的控制装置会收到一个信号将空调自动关闭。避免了空调在无人使用时做无用功，也省去了用户出门关空调的步骤。

2.5手机APP设计

手机APP主要是实现人对空调的调节和控制功能。用户可以通过APP把人体对温度的感觉描述发送给控制器，从而调节室内温度。还可以通过手机APP对空调的工作时间进行设定，既能对办公室等使用时间较固定的场所进行空调工作时间的设定，又能够满足一些用户想要提前运行空调的需求。

3系统程序设计

3.1程序的总体设计

新型辐射板空调镶嵌在四周墙壁和吊顶的夹层内，采用5面式制冷。图2示出了整个工作流程。水流从进水口流入，经制冷系统降低水流温度，流经房间的4周墙壁和吊顶，吸收房间内空气热量，达到降低温度的效果。房间内设有一个节点，用来接收和发送手机APP信号，从而实现APP对空调的控制。门锁联动装置可以实现自动关闭空调的功能。

3.2进风与新风系统

该系统的作用为：

（1）用室外的新鲜空气更新室内由于工作及生活产生的浑浊空气，以保持室内空气的洁净度。

（2）增加体内散热及防止由皮肤潮湿引起的不舒适。

3.3手机APP设计

手机APP主要有以下2个功能：

（1）用户可通过手机APP对空调温度进行调控。

（2）用户可通过手机APP对空调进行远程操控，对其工作状态进行设定。

图4示出了手机APP工作框图。图5示出了新型辐射板节能空调的产品展示图。

4结束语

新型辐射板空调采用墙壁内环绕结构，通过墙壁冷辐射达到给室内整体降温的目的。制冷面积较广，能良好保证室内温度均匀，人体感舒适；采用循环水，节约资源；根据人体热感觉原理，新型辐射板空调需制冷温度比传统空调高1 ℃～2 ℃，减少能量损耗；根据人体感觉设置调节档位，并配有手机APP，使空调调控更加方便快捷。

本文从人们日常生产生活需求的实际问题出发展开研究，具有很强的实用性、工程意义与科研意义。能够令人们在舒适的环境下工作，提高工作效率。此外，相比传统空调，可有效节约能源，本文的研究将产生良好的社会效益。

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